基于晶体管PN结温度特性的热电偶冷端补偿

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第30卷第1期长春理工大学学报VO1．30NO．12007年3月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnologyMar．2007基于晶体管PN结温度特性的热电偶冷端补偿吴晓春，柏逢明(长春理工大学电子信息工程学院，长春130022)摘要：利用晶体管PN结温度特性设计出热电偶冷端补偿电路，并对常用热电偶冷端补偿方法进行比较分析。文中给出了在K型热电偶冷端补偿的基本原理、相关数据和检测精度，提供两个PN结温度补偿电路。关键词：PN结

2、；热电偶；冷端补偿；热电势；温度特性中图分类号：TN710．2文献标识码：A文章编号：1672—9870(2007)01—0047—04ColdEndCompensatingtoGeneralThermocouplesBasedonTemperatureCharacteristicoftheSemiconductorPNJunctionWUXiaochun，BAIFengming(Collegeofelectronicinformationengineering，ChangchunUniversityofScienceandT

3、echnology，Changchun130022)Abstract：BytheuseoftemperaturecharacteristicofthesemiconductorPNjunctionthermocouplecoldendcompensatingcircuitwasdesigned．Comparisionandanalysisweremadeon．Somemethodsofthecoldendcompensatingtogeneralthermocouples．Somefundamentalprinciple，re

4、lateddataanddetectingprecisioninKtypeofthecoldendcompensatingtogeneralthermocoupleswerepresented．AndtwokindsofcoldendcompensatingcircuitunderthesemiconductorPNjunctionwereprovided．Keywords：PNjunction；thermocouple；coldendcompensating；thermoelectricpotential；temperatu

5、rerharacteristic在信号检测的科研和教学实验工作中，经常遇1热电偶传统冷端补偿原理到采用热电偶作为检测温度的敏感元件。它是基于热电效应原理工作的一个温度检测关键部件之一。为了使热电偶的热电势E和被测温度(工作最突出的特点是价格低廉、检测速度快、测量范围端)T呈现出明显的单值函数关系，即(，)大，可以从一200oC～+1800clC进行连续温度测量。=T)，需要使热电偶的冷端的温度(参考端)在工业现场中得到了广泛的应用。但是，热电偶温保持恒定或进行其他预处理措施。冷端补偿是度检测应用中需要有一些条件限制，就是必须要

6、进补偿周围介质温度波动给温度测量带来的误差。一行一定的预处理技术，才能确保温度检测正常进般补偿方法是利用冷端补偿器件获得补偿电势，然行，如采用热电偶测温时必须进行相应的冷端温度后与热电偶测得的热电势相叠加，从而得到真正电补偿。否则严重影响其检测精度，甚至无法得到准势。确有效的结果¨。本文提出的是采用晶体管PN(1)冷端恒温方式结温度特性设计出热电偶冷端补偿电路，可以有效将热电偶的冷端置于温度恒定于OclC的保温环地解决温度检测中冷端补偿的问题。境中，在一个大气压条件下即可保证热电偶冷端在0"C。这时热电偶输出的热电势符合单值函

7、数关系并符合该热电偶的分度表的对应关系。这种方法一收稿日期：2006—12—28作者简介：吴晓春(1963一)，女，长春市人，工程师，研究方向：检测技术与自动控制，E—mail：baifm@cusLedu．ca。通信作者：柏逢明(1956一)，男，教授，博士生导师，研究方向：检测技术及信息处理维普资讯http://www.cqvip.com48长春理工大学学报2007在般适用于实验室。U6=E(，To)(2)(2)冷却的延伸即采用补偿导线技术由热电偶中间温度定律可知，无论=To还是在工业测温时，被测温度点与指示仪表之间往≠，都

8、能使往有较长的距离。为避免冷端温度受到被测温度和=E(，)十6环境温度变化而带来的影响，也将热电偶的冷端适=E(，)十E(，ro)当远离工作端。为解决这一问题，一般采用专用补=E(，)(3)偿导线将热电偶的冷端延伸出来。为保证所接入的即此时U。与无关。补偿导线在使用中不影响原